La translocación a través de la membrana del RE no siempre

La translocación a través de la membrana del RE no siempre necesita que la cadena
polipeptídica esté creciendo
La translocación de proteínas al interior de las mitocondrias, de los cloroplastos y de los
peroxisomas es post-traduccional, es decir, se produce después que la proteína haya sido
completamente sintetizada y se haya liberado el citosol, mientras que normalmente la translocación
a través de la membrana del RE tiene lugar durante la traducción (es decir, es cotraduccional).
Esto explica porqué los ribosomas se unen a la membrana del RE pero no a la de otros orgánulos.
Sin embargo, algunas proteínas son importadas después se ser sintetizadas completamente,
demostrando así que las translocación no siempre requiere de la traducción. La translocación
proteica post-traduccional es especialmente frecuente a través de la membrana del RE en células
de levaduras y a través de la membrana plasmática bacteriana (la cual se cree que está
evolutivamente relacionada con el RE. Para poder realizar una translocación post-traduccional, el
translocador precisa proteínas accesorias que introduzcan el polipéptido en el poro e impulsen la
translocación (ver figura). En las bacterias, la proteína motora de la translocación, la ATPasa
SecA, se une a la cara citosólica del translocador, donde sufre cambios conformacionales
impulsados por la hidrólisis del ATP. Cada vez que una molécula de ATP es hidrolizada, una
porción de SecA se introduce en el poro de translocación, empujando en su interior un corto
fragmento de la proteína transportada. Como resultado de ese mecanismo de trinquete, la
proteína SecA empuja la cadena polipeptídica de la proteína transportada a través de la
membrana.
Las células eucariotas utilizan un juego diferente de proteínas accesorias del complejo Sec61.
Estas proteínas atraviesan la membrana del RE y utilizan un pequeño dominio de la cara luminal
de la membrana del RE para situar una proteína chaperona similar a hsp70 (denominada BiP, de
binding protein) sobra la cadena polipeptídica a medida que ésta emerge del lumen del RE. La
translocación unidireccional es impulsada mediante ciclos de unión y liberación de BiP, como se ha
descrito previamente para las proteínas hsp70 mitocondriales que tiran de las proteínas a través de
las membranas mitocondriales.
Las proteínas que son transportadas al interior del RE mediante un mecanismo de translocación
post-traduccional son en primer lugar liberadas en el citosol, donde evitan plegarse al unirse a
chaperonas, como se ha descrito al hablar de las proteínas destinadas a las mitocondrias y a los
cloroplastos. En todos estos casos en que la translocación tiene lugar sin que un ribosoma cierre
el poro, se desconocen los detalles del mecanismos que permite que el polipéptido se deslice a
través del poro del translocador sin que puedan pasar a su través ni iones ni otras moléculas.
Tres maneras en las que se produce translocación de proteínas a través de translocadores estructuralmente
similares
(A) Translocación cotraduccional. El ribosoma es arrastrado por la SRP y su receptor y forma una unión estrecha con
el translocador Sec61. La cadena polipeptídica en crecimiento se desliza a través de la membrana a medida que
se sintetiza. No es necesaria energía adicional, pues el único camino para la cadena en crecimiento es atravesar
la membrana.
(B) Translocación post-traduccional en células eucariotas. Un complejo adicional formado por las proteínas Sec62,
Sec63, Sec71 y Sec72 se une al translocador Sec61 y sitúa moléculas de BiP sobre la cadena que se transloca a
medida que ésta emerge en el lumen del Re. Ciclos de unión y separación de BiP impulsados por la hidrólisis del
ATP tiran de la proteína hacia el lumen, un mecanismo que recuerda al modelo de trinquete térmico de importación
de proteínas mitocondriales.
(C) Translocación post-traduccional en bacterias. La cadena polipeptídica completa es introducida en el translocador
de la membrana plasmática desde el lado citosólico por la ATPasa SecA. Los cambios conformacionales
impulsados por la hidrólisis de ATP producen un desplazamiento similar al de un émbolo en SecA, que empuja en
cada ciclo unos 20 AA de la cadena polipeptídica a través del poro translocador. La vía Sec usada por el
translocador proteico a través del tilacoide en los cloroplastos emplea un mecanismo similar.
Mientras que los translocadores Sec61, SRP y el receptor de SRP se encuentran en todos los organismos, SecA es
exclusivo de bacterias y las proteínas Sec62, Sec63, Sec71 y Sec72 son exclusivas de células eucariotas.
Tomado y modificado de
ALBERTS B. – JOHNSON A. – LEWIS J. – RAFF M. – ROBERTS K. – WALTER P.:
Biología molecular de la célula (4ª edición−2004)